Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба

2.2.1. Предел контактной выносливости поверхности зубьев s_Hlim, выбирается по табл. П1

2.2.2. Коэффициент безопасности при расчёте на контактную прочность S_H:

S_H=1, 1 при НB ≤ 350; S_H=1, 2 при НB > 350 или по табл. П1.

2.2.3. Коэффициент, учитывающий шероховатость сопряжённых поверхностей зубьев Z_R при определении допускаемых контактных напряжений принимают в зависимости от класса шероховатости поверхности по табл. П2. Для быстроходных передач рекомендуется принимать большие значения.

2.2.4. Коэффициент, учитывающий окружную скорость колёс . Меньшие значения соответствуют передачам, работающим при малых окружных скоростях (v ≤ 5 м/с).

, при ;

при .

2.2.5. Время работы передачи L_h (ч) за расчётный срок службы

L_h = L ∙ 365K_год ∙ 24K_сут,

где К_год и К_сут – коэффициенты использования передачи в году и сутках.

2.2.6. Коэффициент долговечности при расчёте на контактную выносливость Z_N

Если Z _N < 1, то принимать Z _N = 1, 0.

Z _Nmax = 2, 6 для материалов с однородной структурой(улучшенных, объемно-закаленных); Z _Nmax =1, 8 для поверхностно-упрочненных материалов (закалка ТВЧ, цементация и т. д)

N_HG – базовое число циклов перемен напряжений, определяется в зависимости от твёрдости по Бринеллю или Роквеллу по формуле:

N_HG = 30(HB)^{2, 4}» 0, 063(HRC)² + 8∙ 10⁶.

2.2.7. При постоянном режиме нагружения расчетное число циклов переменых напряжений

где n – частота вращения того из колёс, по материалу которого определяется допускаемое напряжение;

с – число зацеплений зуба за один оборот колеса.

При переменных режимах нагружения, заданных циклограммой

где Т_i – крутящие моменты, которые учитывают при расчёте;

Т_max – максимальный из моментов, участвующих в расчёте;

n_i; L _hi– соответствующие моментам Т_i частоты вращения и время работы.

При заданном типовом режиме нагружения

N_Hi=N _HE = µ_Н N_k

Значения µ_Н для типовых режимов нагружения приведены в табл.П3

2.2.8. Допускаемые контактные напряжения [s_H ]₁ и [s_H ]₂ :

Для прямозубых передач за расчётное принимают меньшее из допускаемых напряжений, определённых для материала шестерни [s_H ]₁ и колеса [s_H ]₂.

Для косозубых передач за расчетное принимаем среднее из двух:

2.2.9. Предел выносливости зубьев по напряжениям изгиба s_Flim определяется по табл. П1

2.2.10. Коэффициент безопасности при расчёте на изгиб S_F:

S_F = 1, 55 … 1, 75 по табл. П1.

2.2.11. Коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности при расчете допускаемых напряжений изгиба Y_R:

Y_R = 1, 0 для фрезерованных и шлифованных зубьев;

Y_R = 1, 2 для полированных зубьев.

2.2.12. Коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки Y_A:

Y _A = 0, 65 для улучшенных сталей;

Y _A = 0, 75 для закалённых и цементованных сталей;

Y _A = 0, 90 для азотированных сталей.

При одностороннем приложении нагрузки Y _A = 1, 0.

2.2.13. Коэффициент долговечности при расчёте на изгиб Y _N

Если Y_N < 1, то принимать Y_N = 1, 0.

N_FG– базовое число циклов перемен напряжений.

Для всех сталей N_FG = 4∙ 10⁶;

N _Fi – ресурс, вычисляемый также, как и при расчетах по контактным напряжениям.

При переменных режимах нагружения заданных циклограммой

m_F = 6 при HRC < 50 или HB < 350 - Y _Nmax = 4;

m_F = 9 при HRC > 50 или HB > 350 - Y _Nmax =2, 5

При заданном типовом режиме нагружения

N_Fi=N _FE = µ_F N_k.

2.2.14. Допускаемые напряжения изгиба [ s_F]₁и [ s_F ]₂.

2.2.15. Предельные допускаемые контактные напряжения при кратковременных перегрузках [s_Н]_max1 и [s_Н]_max2

= 2, 8 - для нормализованных, улучшенных и объемно закаленных зубьев ( - предел текучести материала – по таблице П1);

= - для цементованных, азотированных и т.в.ч. закаленных зубьев.

2.2.16. Предельные допускаемые напряжения изгиба при кратковременных перегрузках определяют раздельно для колеса и шестерни:

где - предел выносливости зубьев по напряжениям изгиба;

- предельное значение коэффициента долговечности; - коэффициент учета частоты приложения пиковой нагрузки (); =1, 75 - коэффициент запаса прочности ( =4, а =1, 3 при m=6 и , а при m=9).